We zien planten vaak als passief. In werkelijkheid zenden ze voortdurend signalen uit. We hoeven ons er alleen maar op af te stemmen.

Brix als vroeg waarschuwingssignaal

Hoe de suikerconcentratie een beeld geeft van fotosynthese en de energiehuishouding van de plant.

De rol van suikers in planten

Suikers in planten ontstaan door fotosynthese. Daarbij gebruiken planten lichtenergie, water en koolstofdioxide om glucose en zuurstof te vormen. Dat verloopt als volgt.

Vorming van suikers in het blad. Het proces vindt plaats in de chloroplasten van plantencellen, vooral in de bladeren. Chlorofyl, het groene pigment, absorbeert licht. Met behulp van die energie worden koolstofdioxide en water omgezet in glucose en zuurstof. Overdag is de hoeveelheid gevormde suikers het hoogst tussen twee en vier uur ’s middags.

Nadat glucose in de bladeren is gevormd, wordt deze voor het transport door de plant vaak omgezet in sucrose, een disacharide. Sucrose is stabieler en kan efficiënter over grotere afstanden worden vervoerd.

Sucrose wordt via het floëem naar verschillende delen van de plant getransporteerd, waaronder wortels, stengels, bloemen en groeiende weefsels. Dit transport wordt aangedreven door drukverschillen tussen de plekken waar suikers worden geproduceerd, de bronnen, en de plekken waar ze worden gebruikt, de groeiende weefsels.

Een deel van de suikers kan als zetmeel worden opgeslagen in de wortels of andere opslagweefsels. Wanneer dat nodig is, kan het zetmeel weer in suiker worden omgezet.

Bij de ademhaling worden suikers gebruikt als energiebron. In dit proces wordt glucose afgebroken en komt energie vrij in de vorm van ATP. Die energie drijft de activiteiten van de cellen aan, waaronder groei.

Suikers dienen ook als bouwstenen voor andere verbindingen, zoals cellulose voor de celwand en aminozuren voor de opbouw van eiwitten. Dit is essentieel voor de groei van nieuw weefsel, zoals bladeren, stengels en bloemen.

Brix is een schaal waarmee de concentratie opgeloste suikers in een vloeistof wordt gemeten, vooral in plantsap of vruchtensap. De waarde geeft het gewichtspercentage sucrose in de oplossing weer.

Vluchtige organische stoffen: geurboodschappen

Planten geven vluchtige organische stoffen af om naburige planten te waarschuwen of hulp in te schakelen.

Planten hebben verfijnde communicatiemechanismen ontwikkeld om op prikkels uit de omgeving te reageren, met elkaar te communiceren en zich tegen bedreigingen te verdedigen. Twee belangrijke manieren waarop planten signalen afgeven, zijn vluchtige organische stoffen, ook wel VOC’s, die in de lucht terechtkomen, en worteluitscheidingen die aan de bodem worden afgegeven.

Hoe werken vluchtige organische stoffen?

Wanneer een plant stress ervaart, bijvoorbeeld door vraat, mechanische schade of ongunstige omgevingsomstandigheden, kan zij VOC’s aan de lucht afgeven. Deze stoffen kunnen afkomstig zijn uit bladeren, stengels of bloemen. Er zijn verschillende soorten:

  • Door vraat opgewekte vluchtige stoffen. Deze komen vrij wanneer planten worden aangevreten of beschadigd door planteneters. Ze werken als noodsignalen voor naburige planten. Die kunnen daarop hun eigen afweer activeren, bijvoorbeeld door stoffen aan te maken die planteneters afschrikken of hun natuurlijke vijanden aantrekken.
  • Communicatie tussen planten. Planten kunnen ook VOC’s afgeven die naburige planten waarschuwen voor veranderingen in de omgeving, zoals droogte of temperatuurstress. Daardoor kunnen planten in de omgeving beschermende reacties in gang zetten.
  • Bestuivers aantrekken. Sommige planten geven aangenaam geurende stoffen af die bestuivers aantrekken, zoals bijen, vlinders of vogels.

VOC’s werken als signalen die zich door de lucht verplaatsen en worden waargenomen door receptoren in andere planten of organismen, zoals insecten. Ze kunnen afweerreacties opwekken en nuttige organismen aantrekken. Zo ontstaat een indirect verdedigingsmechanisme.

Worteluitscheidingen

Planten gebruiken de chemie van de bodem om met micro-organismen en andere planten te communiceren.

Worteluitscheidingen zijn verbindingen die plantenwortels afgeven aan de omliggende bodem. Ze vormen een manier om te communiceren met het bodemmicrobioom, andere planten en zelfs planteneters.

Hoe werken worteluitscheidingen?

Wortels scheiden allerlei stoffen uit, waaronder suikers, aminozuren, organische zuren, fenolische verbindingen en secundaire metabolieten. Dat kan onder normale omstandigheden gebeuren, maar ook als reactie op specifieke prikkels, zoals een aanval door ziekteverwekkers of een tekort aan voedingsstoffen.

  • Voedingsrijke verbindingen. Planten scheiden suikers, aminozuren en organische zuren uit om nuttige micro-organismen te voeden, zoals mycorrhizaschimmels. Deze helpen bij de opname van voedingsstoffen, vooral fosfor.
  • Allelopathische verbindingen. Sommige planten geven chemische stoffen aan de bodem af die de groei van naburige planten remmen. Zo verminderen zij de concurrentie om beschikbare hulpbronnen. Dit verschijnsel heet allelopathie.
  • Signaalmoleculen. Als reactie op ziekteverwekkers of andere stressfactoren kunnen planten signaalmoleculen afgeven, zoals jasmonzuur of salicylzuur. Deze beïnvloeden de microbiële gemeenschap rond de wortels en helpen afweerprocessen te activeren.

Planten gebruiken niet slechts één vorm van communicatie: vaak combineren ze beide. Wanneer een plant bijvoorbeeld VOC’s afgeeft als reactie op vraat, kunnen die signalen ook invloed hebben op de populaties micro-organismen in de bodem rond de wortels. Dat kan de weerstand tegen ziekteverwekkers of plagen vergroten.

Elektrische signalering

Planten geven waarschuwingssignalen van blad tot blad door en bereiden zo hun weefsels voor op verdediging.

Vluchtige stoffen en worteluitscheidingen zijn in de eerste plaats chemische signalen. Via biochemische processen in de plant kunnen ze echter worden vertaald naar elektrische signalen. De belangrijkste stap daarin is de verplaatsing van ionen door celmembranen. Daardoor verandert de elektrische potentiaal en ontstaan elektrische stromen die zich door de plant voortplanten. Deze signalen zijn essentieel voor de reactie op veranderingen in de omgeving, vraat en aanvallen door ziekteverwekkers. Zo kan de plant afweermechanismen activeren of de groei aanpassen.

Praktisch advies voor telers

Begin met het volgen van Brix-waarden en noteer veranderingen in het uiterlijk van de plant voordat zichtbare schade ontstaat. Ook kleine verschuivingen kunnen op stress wijzen.

Een plant in nood is nooit stil. De kunst is haar taal te leren verstaan.